Диапазон чисел в java

Содержание

Описание

Метод Math.random() — в Java используется для генерации случайного числа в диапазоне от 0.0 до 1.0. Различные диапазоны могут быть достигнуты с помощью арифметики.

Синтаксис

Параметры

Подробная информация о параметрах:

• Метод по умолчанию не принимает параметр.

Содержание

Примитивные типы [ править ]

В Java есть 8 примитивных типов, которые делят на 4 группы, вот они:

1. Целые числа — byte, short, int, long
2. Числа с плавающей точкой (иначе вещественные) — float, double
3. Логический — boolean
4. Символьный — char

Целочисленные типы [ править ]

Целочисленные типы различаются между собой только диапазонами возможных значений, например, для хранения номера элемента в таблице Менделеева пока хватит переменной типа byte.

Пример использования целочисленных типов:

Символы тоже относят к целочисленным типам из-за особенностей представления в памяти и традиций.

Типы с плавающей точкой [ править ]

Логический тип [ править ]

Ссылочные [ править ]

Ссылочные типы — это все остальные типы: классы, перечисления и интерфейсы, например, объявленные в стандартной библиотеке Java, а также массивы.

Строки [ править ]

Строки это объекты класса String, они очень распространены, поэтому в некоторых случаях обрабатываются отлично от всех остальных объектов. Строковые литералы записываются в двойных кавычках.

Эта программа выведет:
Hello World
foo == bar ? true
foo равен bar ? true
foo == baz ? false
foo равен baz ? true

Обертки [ править ]

Если требуется создать ссылку на один из примитивных типов данных, необходимо использовать соответствующий класс-обертку. Также в таких классах есть некоторые полезные методы и константы, например минимальное значение типа int можно узнать использовав константу Integer.MIN_VALUE. Оборачивание примитива в объект называется упаковкой (boxing), а обратный процесс распаковкой (unboxing).

Рекомендуется использовать valueOf, он может быть быстрее и использовать меньше памяти потому что применяет кэширование, а конструктор всегда создает новый объект.

Получить примитив из объекта-обертки можно методом Value.

Класс Math библиотеки Java имеет метод random(), который генерирует случайное значение в диапазоне [0,1). Обратите внимание, что данный диапазон не включает 1 и при описании закрывается круглой скобкой. Можно ли предсказать сгенерированное значение? Теоретически возможно, но практически – это очень труднореализуемая задача. А поскольку существует небольшая вероятность предсказывания случайно-сгенерируемого значения, то такие числа принято называть не случайными, а псевдослучайными.

Чтобы получить псевдо-случайное число в определенном диапазоне необходимо значение метода random() умножить на величину диапазона значений. Например, необходимо генерировать значение в диапазоне от min до max. В этом случае можно использовать следующий код :

Допустим, что необходимо получить значение в диапазоне [1,10), где min=1, max=10 (10 исключительно)

Алгоритм работает следующим образом : диапазон [0;1) умножается на 9=(10-1), соответственно получаем :

• нижняя граница: 0*9 = 0;
• верхняя граница: 1*9 = 9,

получаем диапазон [0,9), к которому добавляем min=1. В результате имеем :

• нижняя граница: 0 + 1 = 1;
• верхняя граница: 9 + 1 = 10.

После подстановки значений в выражение, получим :

Диапазон [-10, 10)

Чтобы получить псевдослучайное число в диапазоне от -10 до 10 (исключительно), необходимо значение Math.random() умножить на 20 и вычесть 10, как это представлено в следующем примере :

Генерирование целочисленных псевдослучайных значений

Для генерирования целочисленных псевдослучайных значений используется представленное выше выражение, в котором произведение «приводится» к целочисленному значению. Например, попробуем получить псевдослучайное значение в диапазоне [5,20]. Обратите внимание, что закрывающаяся скобка квадратная, т.е. 20 входит в диапазон. В этом случае к разности между максимальным и минимальным значениями следует добавить 1, т.е. определить диапазон целочисленных значений [5,21), где 21 не попадает в желаемый диапазон :

Класс Random

В качестве генератора псевдослучайных чисел можно также использовать класс java.util.Random, имеющий два конструктора :

Поскольку Random создаёт псевдослучайное число, то определив начальное число, устанавливается начальная точка случайной последовательности, способствующая получению одинаковых случайных последовательностей. Чтобы избежать такого совпадения, обычно применяют второй конструктор с использованием в качестве инициирующего значения текущего времени. В таблице представлены наиболее часто используемые методы генератора Random :

Пример получения псевдослучайного целочисленного значения с использованием класса Random :

С классом Random алгоритм получения псевдослучайного числа такой же, как и у метода random класса Math. Допустим, что нам необходимо получить случайное число в диапазоне [5,100], 100 включительно. В этом случае код может выглядеть следующим образом :

Класс SecureRandom

Для криптографии следует применять класс SecureRandom, использующий криптографически сильный генератор случайных чисел (random number generator RNG).

В следующем примере формируется массив псевдослучайных значений типа byte :

Этот же массив можно сформировать методом generateSeed :

Пример использования SecureRandom представлен на странице Симметричного шифрования.